2026年C++編程語言進階與實戰(zhàn)試題一、選擇題（共10題，每題2分，計20分）1.在C++20中，以下哪個特性用于實現(xiàn)協(xié)程？A.coroutinesB.templatesC.conceptsD.ranges2.關(guān)于C++17中的結(jié)構(gòu)化綁定，以下說法正確的是？A.只能用于類對象B.只能用于數(shù)組C.可以用于任何聚合類型D.需要編譯器特定支持3.在C++中，以下哪種方式可以正確實現(xiàn)線程安全的共享數(shù)據(jù)？A.使用全局變量B.使用原子類型（std::atomic）C.使用引用計數(shù)（std::shared_ptr）D.使用裸指針4.C++11中引入的智能指針中，std::unique_ptr的主要特點是什么？A.支持多所有權(quán)B.支持拷貝構(gòu)造C.默認(rèn)刪除器為deleteD.支持動態(tài)分配5.關(guān)于C++中的RAII（ResourceAcquisitionIsInitialization）原則，以下說法錯誤的是？A.用于管理資源B.通過對象生命周期管理資源C.可以防止內(nèi)存泄漏D.適用于所有類型資源6.在C++中，以下哪種方法可以防止虛函數(shù)的過度使用？A.使用final關(guān)鍵字B.使用override關(guān)鍵字C.使用static關(guān)鍵字D.使用const關(guān)鍵字7.關(guān)于C++中的模板元編程，以下說法正確的是？A.只能用于數(shù)值計算B.可以在運行時執(zhí)行C.主要用于編譯時計算D.需要額外的庫支持8.在C++中，以下哪種方法可以避免內(nèi)存泄漏？A.使用智能指針B.手動釋放內(nèi)存C.使用goto語句D.使用動態(tài)庫9.關(guān)于C++中的并發(fā)編程，以下說法正確的是？A.使用std::thread可以避免死鎖B.使用std::mutex可以解決所有同步問題C.使用std::async可以簡化異步編程D.使用std::future可以避免回調(diào)函數(shù)10.在C++中，以下哪種方法可以提高代碼的可移植性？A.使用宏定義B.使用模板C.使用異常處理D.使用STL容器二、填空題（共5題，每題2分，計10分）1.在C++中，`nullptr`是C++11中引入的，用于替代`NULL`的空指針常量，其類型為__________。2.C++中的`auto`關(guān)鍵字可以自動推導(dǎo)變量的類型，但__________情況下不能使用。3.在C++中，`std::async`函數(shù)可以異步執(zhí)行任務(wù)，其返回值類型為`std::future`，該類型用于__________。4.C++中的RAII原則通過對象的__________來管理資源，確保資源在對象生命周期結(jié)束時自動釋放。5.在C++中，`std::variant`是C++17中引入的，用于替代原來的聯(lián)合體，其類型為__________。三、簡答題（共5題，每題4分，計20分）1.簡述C++11中l(wèi)ambda表達(dá)式的優(yōu)點及其適用場景。2.解釋C++中的RAII原則，并舉例說明其應(yīng)用。3.描述C++中線程安全的概念，并列舉常見的線程同步機制。4.解釋C++模板元編程的基本原理，并舉例說明其應(yīng)用。5.描述C++17中`std::variant`的特點及其與聯(lián)合體的區(qū)別。四、編程題（共5題，每題10分，計50分）1.編寫一個C++函數(shù)，實現(xiàn)快速排序算法，要求使用遞歸方式實現(xiàn)，并對輸入數(shù)組進行排序。cppvoidquickSort(intarr[],intleft,intright);2.編寫一個C++類，實現(xiàn)一個簡單的線程池，要求支持多線程任務(wù)提交和執(zhí)行。cppclassThreadPool{public:ThreadPool(intnumThreads);~ThreadPool();voidsubmit(std::function<void()>task);private:std::vector<std::thread>threads;std::queue<std::function<void()>>tasks;std::mutexqueueMutex;std::condition_variablecondition;boolstop;};3.編寫一個C++函數(shù)，實現(xiàn)二分查找算法，要求輸入數(shù)組已排序，并返回目標(biāo)值在數(shù)組中的索引。cppintbinarySearch(conststd::vector<int>&arr,inttarget);4.編寫一個C++類，實現(xiàn)一個簡單的單例模式，要求確保全局只有一個實例。cppclassSingleton{public:staticSingleton&getInstance();private:Singleton();~Singleton();Singleton(constSingleton&)=delete;Singleton&operator=(constSingleton&)=delete;};5.編寫一個C++函數(shù)，實現(xiàn)快速冪算法，要求使用迭代方式計算`base`的`exponent`次方。cppintfastPow(intbase,intexponent);答案與解析一、選擇題答案與解析1.A.coroutines解析：C++20引入了coroutines特性，用于實現(xiàn)協(xié)程，允許函數(shù)暫停和恢復(fù)執(zhí)行。2.C.可以用于任何聚合類型解析：結(jié)構(gòu)化綁定可以用于任何聚合類型，包括數(shù)組、結(jié)構(gòu)體和聯(lián)合體。3.B.使用原子類型（std::atomic）解析：原子類型可以保證操作的原子性，防止多線程下的數(shù)據(jù)競爭。4.C.默認(rèn)刪除器為delete解析：std::unique_ptr的默認(rèn)刪除器為delete，確保獨占所有權(quán)時資源正確釋放。5.D.適用于所有類型資源解析：RAII只適用于對象生命周期可以管理資源的情況，不適用于所有類型資源。6.A.使用final關(guān)鍵字解析：final關(guān)鍵字可以防止類或虛函數(shù)被進一步派生或重寫。7.C.主要用于編譯時計算解析：模板元編程在編譯時執(zhí)行，用于編譯時計算和代碼生成。8.A.使用智能指針解析：智能指針可以自動管理資源，防止內(nèi)存泄漏。9.C.使用std::async可以簡化異步編程解析：std::async可以簡化異步編程，返回std::future用于結(jié)果獲取。10.B.使用模板解析：模板可以生成針對不同類型的代碼，提高代碼的可移植性。二、填空題答案與解析1.std::nullptr_t解析：nullptr是C++11中引入的空指針常量，其類型為std::nullptr_t。2.lambda表達(dá)式的參數(shù)是捕獲列表解析：lambda表達(dá)式的參數(shù)是捕獲列表，不能用于無參數(shù)的自動推導(dǎo)。3.獲取異步任務(wù)的結(jié)果解析：std::future用于獲取異步任務(wù)的結(jié)果，可以避免回調(diào)函數(shù)。4.析構(gòu)函數(shù)解析：RAII通過對象的析構(gòu)函數(shù)來管理資源，確保資源在對象生命周期結(jié)束時自動釋放。5.std::variant解析：std::variant是C++17中引入的，用于替代原來的聯(lián)合體，類型為std::variant。三、簡答題答案與解析1.C++11中l(wèi)ambda表達(dá)式的優(yōu)點及其適用場景優(yōu)點：-簡潔：可以內(nèi)聯(lián)定義函數(shù)，避免重復(fù)代碼。-安全：可以捕獲外部變量，避免全局變量。適用場景：-簡單的回調(diào)函數(shù)。-短暫使用的匿名函數(shù)。2.C++中的RAII原則及其應(yīng)用RAII（ResourceAcquisitionIsInitialization）原則通過對象的構(gòu)造函數(shù)獲取資源，通過析構(gòu)函數(shù)釋放資源。應(yīng)用：-內(nèi)存管理（std::unique_ptr）。-文件操作（std::ifstream）。-網(wǎng)絡(luò)連接（std::socket）。3.C++中線程安全的概念及常見的線程同步機制線程安全：在多線程環(huán)境下，代碼的行為符合預(yù)期，不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)競爭或死鎖。常見的線程同步機制：-std::mutex：互斥鎖，防止數(shù)據(jù)競爭。-std::condition_variable：條件變量，用于線程間同步。-std::atomic：原子類型，保證操作的原子性。4.C++模板元編程的基本原理及其應(yīng)用基本原理：在編譯時執(zhí)行計算，生成針對不同類型的代碼。應(yīng)用：-編譯時計算（如快速冪）。-代碼生成（如模板元編程框架）。5.C++17中std::variant的特點及其與聯(lián)合體的區(qū)別特點：-類型安全：編譯時檢查。-可以存儲多種類型。與聯(lián)合體的區(qū)別：-std::variant編譯時檢查類型。-std::variant可以有對應(yīng)的訪問函數(shù)。四、編程題答案與解析1.快速排序算法實現(xiàn)cppvoidquickSort(intarr[],intleft,intright){if(left>=right)return;intpivot=arr[left];inti=left,j=right;while(i<j){while(i<j&&arr[j]>=pivot)j--;if(i<j)arr[i++]=arr[j];while(i<j&&arr[i]<=pivot)i++;if(i<j)arr[j--]=arr[i];}arr[i]=pivot;quickSort(arr,left,i-1);quickSort(arr,i+1,right);}2.線程池實現(xiàn)cppclassThreadPool{public:ThreadPool(intnumThreads):stop(false){for(inti=0;i<numThreads;++i){threads.emplace_back([this]{while(true){std::function<void()>task;{std::unique_lock<std::mutex>lock(this->queueMutex);this->condition.wait(lock,[this]{returnthis->stop||!this->tasks.empty();});if(this->stop&&this->tasks.empty())return;task=std::move(this->tasks.front());this->tasks.pop();}task();}});}}~ThreadPool(){{std::unique_lock<std::mutex>lock(queueMutex);stop=true;}condition.notify_all();for(std::thread&thread:threads){thread.join();}}voidsubmit(std::function<void()>task){{std::unique_lock<std::mutex>lock(queueMutex);if(stop)throwstd::runtime_error("Threadpoolalreadystopped");tasks.emplace(std::move(task));}condition.notify_one();}private:std::vector<std::thread>threads;std::queue<std::function<void()>>tasks;std::mutexqueueMutex;std::condition_variablecondition;boolstop;};3.二分查找算法實現(xiàn)cppintbinarySearch(conststd::vector<int>&arr,inttarget){intleft=0,right=arr.size()-1;while(left<=right){intmid=left+(right-left)/2;if(arr[mid]==target)returnmid;elseif(arr[mid]<target)left=mid+1;elseright=mid-1;}return-1;}4.單例模式實現(xiàn)cppclassSingleton{public:staticSingleton&getInstance(){staticSingletoninstance;returninstance;}private:Singleton()=default;~Singleton()=default;